RajivKohli博士是約翰遜航天中心航空航天公司在污染物顆粒行為、表面去污和污染物控制領域的首席專家。在美國NASA 約翰遜航天中心（得克薩斯州），他為地面、載人航天飛船及無人駕駛飛船的硬件設備提供有關污染物控制方面的技術支持。他的研究方向包括顆粒物行為、精密去污、溶液和表面化學、先進材料和化學熱力學等。Kohli博士參與開發了用於核工業的溶劑型去污技術，還研發了一種新型微磨繫統，在很多行業的精密去污和微處理中得到廣泛應用。他是“表面污染與清洗進展”叢書的主編，叢書的前10卷已分別於2008年、2011年、2012年、2013年（第5、6卷）、2015年（第7、8卷）、2017年（第9、10 卷）出版。第1卷的第二版於2016年出版。之前，Kohli博士還是《宇宙空間的商業化利用：框架條件的國際對比》（Commercial Utilization of Space：An International Comparison of Frame-work Cditins）一書的共同作者。他已發表270多篇學術論文、文章和報告，內容涉及精密去污w、o先進o材n料、o化學熱力學、材料的環境降解以及新興技術的技術經濟評估等。因在美國NASAr航天飛機重返飛行計劃中的突出貢獻，Kohli博士獲得該機構獎項之一的公共服務勛章。KashmiriLal Mittal（又稱Kash Mittal）博士1972—1994年在IBM工作。目前他在表面污染與去污及黏附科學與技術領域從事教學和咨詢工作。他是2013年創刊的《黏合和膠黏劑綜述》（ReviewsofAdhesionandAdhesives）期刊的創始編輯。他還與他人合作創辦《黏附科學與技術》期刊，並擔任主編直到2012 年4月。Mittal博士組織編輯出版了130多部著作，大部分涉及表面污染與去污。1995年在他50歲生日時，世界膠黏劑學會在其組織阿姆斯特丹屆國際黏附科學與技術會議上表彰了他的貢獻和成就。為了表彰他在膠體與界面化學領域的大量工作和突出貢獻，以他的名字設立了“Kash Mittal獎”。他獲得了很多獎項，其中2003年在波蘭盧布林被aMaiaCi-Skldska大學授予榮譽博士稱號。2014年，為紀念他而出版了2部著作：《黏附科學與技術進展》（Rcent Advances in Adhesion Sciencd Technology）和《表面活性劑科學與技術：回顧與展望》（Sur-factants Science and Technology：Rnetrospects and Prospects）。

第1章聲波技術的基本原理和應用  001

1.1 引言  002

1.2 聲波清洗的基本原理  002

1.2.1 超聲處理的基礎知識及其在顆粒清除中的作用  003

1.2.2 聲波清洗的歷史、類別和優點  004

1.2.3 聲波清洗的原理  006

1.3 聲波技術的應用趨勢  007

1.3.1 聲波清洗在微電子工業中的重要性  008

1.3.2 在牙科中的應用  012

1.3.3 在海洋生物學中的應用  013

1.3.4 超聲波在食品工業中的應用  016

1.3.5 過濾過程中的膜清洗  019

1.3.6 創新的應用  020

1.4 利用聲波清除污染物和顆粒物  022

1.4.1 污染物類型  022

1.4.2 顆粒物去除的常規技術  022

1.4.3 聲學去除微粒和納米顆粒  025

1.5 小結  027

參考文獻  027



第2章可剝離塗層在清除表面污染物中的應用  034

2.1 引言  035

2.2 塗層簡介  035

2.2.1 塗層性能  036

2.3 可剝離塗層的應用  036

2.3.1 光學表面  036

2.3.2 其他應用  042

2.4 關於可剝離塗層的問題  056

2.5 小結  057

致謝  057

免責聲明  058

參考文獻  058



第3章二氧化碳雪清洗應用  068

3.1 引言  069

3.2 CO2 雪清洗-背景  069

3.2.1 熱力學  069

3.2.2 清洗機理  069

3.3 設備和過程控制  070

3.3.1 噴嘴和設備  070

3.3.2 過程控制  070

3.4 應用  071

3.4.1 表面科學  072

3.4.2 望遠鏡鏡面的清洗  074

3.4.3 半導體應用  075

3.4.4 薄膜  077

3.4.5 其他應用  077

3.5小結  078

參考文獻  078



第4章固態二氧化碳（干冰）球粒噴射在去除表面污染物中的應用  083

4.1 引言  084

4.2 表面污染和表面清潔度等級  085

4.3 CO2 球粒清洗影響因素  086

4.3.1 相行為  086

4.3.2 干冰的性質  087

4.3.3 CO2 球粒清洗機理  087

4.3.4 工藝說明  088

4.4 清洗繫統  090

4.4.1 球粒生產  090

4.4.2 輸送繫統  092

4.4.3 噴嘴  093

4.4.4 輔助設備  094

4.5 應用實例  094

4.5.1 半導體工藝組件的清洗  097

4.5.2 化學氣相沉積反應釜清洗  097

4.5.3 金屬清洗和表面處理  097

4.5.4 工業織物清洗  098

4.5.5 食品與飲料加工設備  098

4.5.6 害蟲除滅  098

4.5.7 醫療器械清洗  099

4.5.8 藥物低溫球磨  099

4.5.9 核去污  100

4.5.10 設施維護  101

4.5.11 文物保護應用  101

4.5.12 油田工具清洗  102

4.5.13 清洗通風管和排水管  102

4.6 其他  102

4.6.1 成本  102

4.6.2 優點和缺點  104

4.7小結  105

致謝  106

免責聲明  106

參考文獻  106



第5 章液態CO2 在去除表面污染物中的應用  121

5.1 引言  122

5.2 表面污染和清潔度  122

5.3 液態CO2 的特征  123

5.3.1 CO2 為稠密相流體  123

5.3.2 液態CO2  123

5.3.3 液態CO2 清洗原理  128

5.3.4 清洗繫統  129

5.3.5 應用實例  131

5.4 其他  134

5.4.1 成本  134

5.4.2 液態CO2 清洗的優點和缺點  134

5.5 小結  135

致謝  136

免責聲明  136

參考文獻  136



第6章超臨界CO2在去除表面污染物中的應用  149

6.1 引言  150

6.2 表面污染和表面清潔度  150

6.3 應用領域  151

6.3.1 超臨界CO2  151

6.3.2 應用實例  158

6.4 其他  163

6.4.1 成本  163

6.4.2 SCCO2 清洗的優點和缺點  164

6.5 小結  165

致謝  165

免責聲明  165

參考文獻  166



第7章激光清洗工藝在高價值制造業中的應用  179

7.1 激光清洗工藝和需求  180

7.1.1 干法激光清洗  180

7.1.2 濕法  蒸汽激光清洗  181

7.1.3 角激光清洗  181

7.1.4 激光衝擊清洗  181

7.1.5 激光輔助光動力清洗  182

7.1.6 用於激光清洗的普通激光繫統  182

7.1.7 工業組件中發現的典型污染物  183

7.2 激光清洗在各個行業中的應用  183

7.2.1 航空航天領域的激光清洗  184

7.2.2 汽車行業的激光清洗  187

7.2.3 核工業中的激光清洗  190

7.2.4 工具和模具中的激光清洗  192

7.2.5 碳纖維增強聚合物的激光清洗  195

7.3 小結  201

參考文獻  201



第8章等離子體去污的基本原理和應用  206

8.1 引言  207

8.2 等離子體的基本原理和性質  208

8.2.1 等離子體基礎  208

8.2.2 等離子體-表面相互作用  209

8.2.3 去污等離子體源  209

8.2.4 等離子體去污的優勢  216

8.3 等離子體技術在生物材料醫學應用中的實踐  217

8.3.1 去污和殺菌  218

8.3.2 改善附著力和表面活化  220

8.3.3 增強潤濕性和生物相容性  221

8.4 半導體制造中的等離子體清洗  222

8.4.1 等離子體誘導的光刻膠剝離和去污  224

8.4.2 硅基板的等離子體去污  225

8.4.3 半導體生產線後端的等離子體去污  226

8.5 多種表面精密清洗的重要性  227

8.5.1 光伏太陽能電池清洗  227

8.5.2 多用途光學組件清洗  232

8.5.3 電子顯微鏡的等離子體清洗  235

8.5.4 考古文物的恢復和保存  237

8.5.5 等離子體強化清洗的其他應用  237

8.6 小結  239

參考文獻  240



第9章紫外-臭氧表面去污技術應用  250

9.1 引言  251

9.2 表面污染與清潔度等級  251

9.3 紫外-臭氧去污原理  252

9.3.1 與去污相關的工藝參數  255

9.4 應用案例  259

9.4.1 金屬表面去污  260

9.4.2 參考質量清洗  260

9.4.3 玻璃和光學材料  261

9.4.4 太陽風樣品收集器  261

9.4.5 半導體器件  262

9.4.6 探針  262

9.4.7 聚合物表面  263

9.4.8 培養箱的去污  263

9.4.9素分析樣品的制備  263

9.4.10 紡織品和織物  264

9.4.11 放射性污染清除  264

9.5 其他  264

9.5.1 成本  264

9.5.2 UV-O3 去污的優點和缺點  265

9.6小結  266

致謝  266

免責聲明  266

參考文獻  267



第10章小顆粒物的靜電去除和操作及表面去污應用  277

10.1 引言  278

10.2 面污染與清潔度等級  278

10.3 靜電去污相關因素  279

10.3.1 黏附力  279

10.3.2 電場中顆粒物的清除  280

10.3.3 顆粒物傳輸  281

10.3.4 介電泳力  282

10.3.5 顆粒物的摩擦帶電  282

10.4 應用實例  283

10.4.1 微電子制造產品表面的去污  283

10.4.2 太陽能電池板和光伏組件各種表面灰塵的清除  284

10.4.3 網狀物和薄片的去污  285

10.4.4 聚變裝置中粉塵顆粒的清除  285

10.4.5 氣固分離中顆粒物收集器的去污  285

10.4.6 靜電噴霧表面消毒  286

10.4.7 電荷耦合器件的表面去污  286

10.4.8 壁虎仿生黏附材料  286

10.4.9 泵送絕緣流體  286

10.4.10 小顆粒物的微操作  287

10.4.11 汽車擋風玻璃和攝像頭的去污  287

10.4.12 家禽設施的減排  287

10.5小結  288

致謝  288

免責聲明  288

參考文獻  288



第11章氣相去污在清除表面污染物中的應用  301

11.1 引言  302

11.2 表面污染與清潔度等級  302

11.3 氣相去污應用  303

11.3.1 基本原理  303

11.3.2 工藝參數  304

11.3.3 去污繫統  306

11.3.4 應用案例  307

11.4 氣相去污的幾個問題  319

11.4.1 成本效益  319

11.4.2 氣相去污的優點和缺點  320

11.5小結  321

致謝  321

免責聲明  321

參考文獻  321



第12章高速衝擊空氣射流去污技術的應用  343

12.1 引言  344

12.2 空氣射流去污的基本原理  344

12.2.1 儀器和參數  344

12.2.2 去污率的定義  347

12.2.3 操作條件對去污率η 的影響  348

12.2.4 環境狀況  353

12.2.5 吹掃速度的影響  355

12.3 利用空氣射流的新去污方法  356

12.3.1 振動空氣射流法  356

12.3.2 脈衝空氣射流法  358

12.3.3 其他去污方法  358

12.4 技術應用尚待解決的問題  361

12.5 小結  363

參考文獻  363



第13章微磨技術在精密去污與加工中的應用  365

13.1 引言  366

13.2 表面污染和表面清潔度等級  366

13.3 應用領域  367

13.3.1 基本注意事項  367

13.3.2 微磨技術  369

13.3.3 去污處理繫統  373

13.3.4 應用實例  374

13.4 其他  380

13.4.1 成本  381

13.4.2 優點和缺點  381

13.5 小結  382

致謝  382

免責聲明  382

參考文獻  382



第14章潔淨室擦拭布在清除表面污染中的應用  393

14.1 清除污染物的擦除原理  394

14.1.1 為什麼要擦除?  394

14.1.2 什麼是潔淨室中的污染?  394

14.1.3 為什麼擦拭有效?  395

14.1.4 如何擦拭?  395

14.1.5 擦拭方法  396

14.2 擦拭布類型  397

14.2.1 專業術語  397

14.2.2 針織合成擦拭布  399

14.2.3 超細纖維擦拭布  400

14.2.4 機織擦拭布  400

14.2.5 無紡布擦拭布  401

14.2.6 泡沫擦拭布  402

14.2.7 潔淨室擦拭布選擇  403

14.3 擦拭布測試  403

14.4 擦拭布質量評估方法  404

14.4.1 顆粒物和纖維  405

14.4.2 離子  410

14.4.3 可萃取物質  410

14.4.4 使用箱須圖評估擦拭布的一致性作為品質的衡量標準  411

14.4.5 擦拭布測試方法的優缺點  415

14.5 自動化的重要性  415

14.5.1 擦拭布邊緣處理  415

14.5.2 擦拭布的自動化生產  416

14.6 應用領域  417

14.6.1 半導體  417

14.6.2 磁盤驅動器  418

14.6.3 制藥  418

14.6.4 生物制劑  418

14.6.5 醫療器械  418

14.7 擦拭布技術現狀  419

14.8 潔淨室擦拭布的未來發展  419

參考文獻  420



第15章微生物技術在清除表面污染中的應用  422

15.1 引言  423

15.2 表面污染和清潔度等級  423

15.3 應用  424

15.3.1 微生物制劑  424

15.3.2 微生物去污原理  424

15.3.3 零部件去污機  425

15.3.4 去污液和微生物混合物  425

15.3.5 污染物類型  426

15.3.6 基體類型  426

15.3.7 應用案例  427

15.4 其他  433

15.4.1 成本  433

15.4.2 微生物去污的優點和缺點  434

15.5 小結  435

致謝  435

免責聲明  435

參考文獻  436



第16章離子液體在清除表面污染物中的應用  442

16.1 引言  443

16.2 表面污染和清潔度等級  443

16.3 應用  444

16.3.1 縮略語和術語  445

16.3.2 一般特征  446

16.3.3 熱力學性質  448

16.3.4 揮發性  449

16.3.5 溶解度  449

16.3.6 黏度  450

16.3.7 低共熔溶劑  452

16.3.8 應用案例  453

16.4 其他  464

16.4.1 毒性問題  464

16.4.2 成本  465

16.4.3 離子液體的優點和缺點  467

16.5 小結  467

致謝  468

免責聲明  468

參考文獻  468



第17章干蒸汽去污技術在清除表面污染物中的應用  491

17.1引言  492

17.2表面污染和清潔度等級  492

17.3 精密蒸汽去污技術背景  493

17.3.1 蒸汽去污原理  493

17.3.2 蒸汽去污繫統和設備  494

17.3.3 操作注意事項  497

17.4 應用案例  497

17.4.1 不鏽鋼基質去污  497

17.4.2 飛機彈射座椅去污  498

17.4.3 鍍金藝術品去污  498

17.4.4 機械零件去污  498

17.4.5 網紋輥去污  498

17.4.6 光纖去污  498

17.4.7件去污  499

17.4.8 微生物污染表面去污  499

17.4.9 除草  499

17.4.10 放射性去污  500

17.4.11 食品去污  500

17.4.12 其他應用  500

17.5 其他考慮因素  501

17.5.1 成本效益  501

17.5.2 蒸汽去污的優點和缺點  501

17.6 小結  502

致謝  502

免責聲明  502

參考文獻  502



第18章超聲氣液去污繫統在清除表面污染物中的應用  508

18.1 引言  509

18.2 表面污染和清潔度等級  509

18.3 超聲氣液去污技術背景  510

18.3.1 超聲氣液去污原理  511

18.3.2 方法和設備說明  511

18.3.3 應用案例  515

18.4 超聲氣液去污的優點和缺點  521

18.4.1 精密去污  521

18.4.2 醫療應用  521

18.5小結  522

致謝  522

免責聲明  522

參考文獻  522



第19章水冰噴射在清除表面污染物中的應用  527

19.1 引言  528

19.2 表面污染和表面清潔度等級  528

19.3 水冰去污的重要因素  532

19.3.1 冰的相行為  532

19.3.2 力學性能  532

19.3.3 噴冰機理  534

19.3.4 工藝說明  535

19.3.5 去污繫統  536

19.4 應用實例  538

19.4.1 汽車零件  539

19.4.2 零件去毛刺  539

19.4.3 半導體晶圓去污  539

19.4.4 電子和光子學應用  540

19.4.5 核工業  540

19.4.6 設施退役  541

19.4.7 歷史建築修復  542

19.4.8 回收再利用  542

19.4.9 管道去污  542

19.4.10 油田設備去污  542

19.5 其他考慮  543

19.5.1 成本  543

19.5.2 優點和缺點  544

19.6 小結  545

致謝  545

免責聲明  545

參考文獻  545



第20章拋丸在管道內表面非水去污中的應用  553

20.1 引言  554

20.2管道內表面污染  555

20.2.1 污染類型  555

20.2.2 污染的影響  556

20.3 背景  557

20.3.1 流體清潔度等級  557

20.3.2 非水拋丸去污方法  561

20.3.3 操作注意事項  564

20.4 應用實例  565

20.5 優點和缺點  566

20.5.1 優點  567

20.5.2 缺點  567

20.6 小結  567

致謝  568

免責聲明  568

參考文獻  568

2008年開始出版“表面污染與清洗進展”叢書，該叢書專注於表面污染和清洗方面重要的和技術相關的專題，重點是去除多種類型的表面污染物：小顆粒、薄膜、分子類、離子類和微生物類等。從2008年起，許多傳統的和新興的去污技術在整個叢書中都進行了闡述。

本叢書的成功以及工業界和技術界對強化去污技術的持續需求表明，專門出版去污技術的應用卷是非常有必要的。本卷共20章，內容涉及以下去污技術：聲波、可剝離塗層、二氧化碳雪和固態二氧化碳球粒、液態和超臨界二氧化碳、激光、等離子體、紫外-臭氧、靜電、氣相、空氣射流、微磨、擦拭、微生物、離子液體、干蒸汽、超聲氣液以及水冰和拋丸等。這些章節重點闡述當前不同去污技術的創新性應用，突出其通用性和創新性特點。個別章節是對叢書之前內容的擴充和更新，使用二氧化碳球粒或干冰的去污技術之前沒有介紹過，構成了新的一章。由於之前版本中的幾位作者缺席，第14章有關擦拭法重新出版。

本書涵蓋了不同去污技術及其應用，對學術界、工業領域、政府研究實驗室、科研院所、研發機構以及工業領域的制造和質量控制人員都具有重要價值。書中內容與一大批行業密切相關，包括微電子、光學、航空航天、汽車、塗料和黏合劑、信息存儲、微機電繫統和納米機電繫統，以及食品、生物醫學、醫藥等。

這裡對所有作者的貢獻表示感謝，真誠地感謝出版商馬裡亞娜（Mariana Kühl Leme）克裡斯蒂娜·吉福德（ChristinaGif ord）和馬修·迪恩斯（Matthew Deans），他們都極力支持本書的出版。梅麗莎·雷德（Melisa Read）和愛思唯爾的編輯人員在本書出版過程中發揮了重要作用。謝拉·伯納丁·喬西（Sheela Bernardine Josy）為書中圖片的使用版權許可做出了巨大努力。感謝約翰遜航天中心科技信息（STI）圖書館工作人員在幫助查找晦澀難懂的參考文獻方面所做的努力。



Rajiv Kohli

Houston，TX，United States



Kash L.Mittal

Hopewel Junction，NY，United States